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泵可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-JB／T 6882-93
時(shí)間：2012/4/13 來源：浙江揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司
中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
泵可靠性驗(yàn)證試驗(yàn) JB／T 6882—93
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了泵可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)的指標(biāo)選擇、故障判據(jù)、抽樣規(guī)定、試驗(yàn)方案、試驗(yàn)程序和試驗(yàn)報(bào)告等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于核查泵的可靠性特征值是否達(dá)到可靠性規(guī)定指標(biāo)值的試驗(yàn)，并對試驗(yàn)室和現(xiàn)場兩種可靠性試驗(yàn)方式均適用。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 5080.4 設(shè)備可靠性試驗(yàn) 可靠性測定試驗(yàn)的點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)方法(指數(shù)分布)
GB 5080.7 設(shè)備可靠性試驗(yàn) 恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案
3可靠性指標(biāo)選擇
本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方案適用于以平均無故障工作時(shí)間和平均檢修壽命以及失效前平均時(shí)間為可靠性特征的可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)。
3.1 平均無故障工作時(shí)間(mean time between failures—MTBF)
泵運(yùn)行中相鄰兩故障間工作時(shí)間的均值。
對于大部分泵產(chǎn)品可靠性指標(biāo)均可選用平均無故障工作時(shí)間(MTBF)。
3.2 平均檢修壽命(mean overhaul life—MOL)
泵運(yùn)行到需要解體檢查修理時(shí)工作時(shí)間的均值。
對于考核耐久性的泵，可靠性指標(biāo)選用平均檢修壽命(MOL)。
3.3 失效前平均工作時(shí)間(mean time to failure—MTTF)
泵從開始運(yùn)行到發(fā)生不便于修理的故障時(shí)工作時(shí)間的均值。
對于某些雖然原則上可修復(fù)但是進(jìn)行修理很不方便或很困難甚至是不可能修復(fù)的泵，可以當(dāng)成不可修復(fù)產(chǎn)品處理(如深井泵和某些船用泵等)，可靠性指標(biāo)選用失效前平均工作時(shí)間(MTTF)。
4故障判據(jù)
4.1 故障
凡是不能按訂貨數(shù)據(jù)單要求的運(yùn)行工況完成其規(guī)定功能或其性能指標(biāo)劣化至允許范圍以外的一切現(xiàn)象就是故障。
4.2表現(xiàn)形式
在額定揚(yáng)程下，流量達(dá)不到規(guī)定值或滿足不了用戶的使用值，不正常的外部泄漏、振動(dòng)烈度大、潤滑不良、局部過熱、不正常的頻繁更換易損件等部屬故障。
4.3 分類
I類故障—危及人身和設(shè)備安全，造成重大經(jīng)濟(jì)損失的故障。如斷軸、炸裂等。
Ⅱ類故障—主要零部件嚴(yán)重?fù)p壞，需解體檢修的故障。如葉輪裂紋、更換機(jī)械密封和軸承等。
Ⅲ類故障—泵功能下降，可用更換易損件和附帶工具在較短時(shí)間內(nèi)便于維修并能容易排除的故障。如換填料等。
Ⅳ類故障—不影響泵的功能和使用要求，且無需停機(jī)而輕易排除的故障。如標(biāo)牌脫落、輕微泄漏等。
4.4 判據(jù)
4.4.1 由于工、Ⅱ、Ⅲ類故障引起的非計(jì)劃停機(jī)均判為一次故障。
4.4.2 有計(jì)劃停機(jī)檢修不計(jì)入故障次數(shù)，按計(jì)劃更換易損件也不計(jì)入故障次數(shù)。
4.4.3 Ⅳ類故障以及其他由于泵本機(jī)以外的原因引起的從屬故障，如儀表失靈、誤操作等均需記錄但不計(jì)入故障次數(shù)。
4.4.4 故障類別的判定應(yīng)以終造成后果的嚴(yán)重程度為依據(jù)。
4.4.5 由于各種泵的結(jié)構(gòu)不同，同一名稱的故障所致后果及排除的難易程度會(huì)有較大差別，因此要根據(jù)具體情況確定故障類別。
4.4.6 現(xiàn)場使用中，如果發(fā)現(xiàn)泵的若干個(gè)參數(shù)偏離了規(guī)定的使用范圍，而且不能證明它們是同一個(gè)原因引起的，則每一個(gè)參數(shù)的偏離都認(rèn)為是受試泵的一次故障，有幾個(gè)原因就認(rèn)為是幾次故障。若是由同一原因引起，則認(rèn)為是一次故障。
5 抽樣規(guī)定
5.1 抽樣的目的是為了減少試驗(yàn)臺(tái)量，節(jié)約費(fèi)用，但必須保證樣品的試驗(yàn)結(jié)果能夠代表整批泵的水平。
5.2 泵的可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)用于下述情況：
a. 研制的模型或樣機(jī)；
b. 批量生產(chǎn)。
總體必須在本質(zhì)上是同一的，也就是說同一總體的泵是以相同的方法和穩(wěn)定的工藝條件完成生產(chǎn)裝配的，以保證可靠性試驗(yàn)具有代表性。如果可以證明泵的可靠性水平與泵的規(guī)格無關(guān)，方可將同型號(hào)不同規(guī)格的泵作為一個(gè)總體處理。受試泵必須從所代表的總體中，按隨機(jī)方式一次計(jì)數(shù)抽樣。
5.3 現(xiàn)場可靠性試驗(yàn)應(yīng)注意選點(diǎn)：
a. 用戶的使用條件應(yīng)與設(shè)計(jì)說明條件一致；
b. 盡量優(yōu)先選擇被考核產(chǎn)品使用量大的用戶；
c. 如選擇多家用戶應(yīng)具有相同或基本相同的使用條件。
5.4 試驗(yàn)室試驗(yàn)應(yīng)抽取同年生產(chǎn)的同一規(guī)格型號(hào)的泵不少于3臺(tái)。
現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)從同時(shí)期運(yùn)行的同一規(guī)格型號(hào)的泵中抽樣，樣本量不少于5臺(tái)；對于年產(chǎn)量超過150臺(tái)的同種規(guī)格型號(hào)泵抽樣量不少于15臺(tái)。
5.5 可靠性試驗(yàn)中，應(yīng)保證每臺(tái)受試泵的少相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間不少于全部受試泵平均試驗(yàn)時(shí)間的一半。
6 受試產(chǎn)品的要求
6.1 受試產(chǎn)品應(yīng)按第5章的規(guī)定抽樣。
6.2 受試產(chǎn)品必須是檢驗(yàn)通過的合格品，而且在完成性能參數(shù)試驗(yàn)之后應(yīng)進(jìn)行解體。只有當(dāng)未發(fā)現(xiàn)零、部件有什么不正常的痕跡時(shí)，才允許進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。
6.3 可靠性試驗(yàn)可以在專門的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，也可以在使用現(xiàn)場進(jìn)行，但運(yùn)行工況應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)定的工作范圍內(nèi)，運(yùn)行環(huán)境應(yīng)符合被試泵的使用說明文件的有關(guān)規(guī)定。
6.4 試驗(yàn)室試驗(yàn)應(yīng)在額定工況下進(jìn)行，并要配計(jì)時(shí)器。允許采用加速試驗(yàn)方法，但必須證明所用方法不改變失效模式和失效機(jī)理且加速系數(shù)足夠準(zhǔn)確。
6.5 在使用現(xiàn)場實(shí)際工作負(fù)荷進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其設(shè)備應(yīng)具備下列條件:
a. 可以測定泵的揚(yáng)程、流量、功率，測定精度不要求太高，方法不限；
b. 可以測量為判斷泵的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常必須測定的量，如軸承溫度、外部泄漏量、某些部位的壓力或壓力差等；
c. 事故保護(hù)或監(jiān)測裝置齊備。
6.6 對允許更換的部件和零件應(yīng)做出計(jì)劃。
7 試驗(yàn)方案
可靠性試驗(yàn)包括試驗(yàn)室和現(xiàn)場兩種試驗(yàn)方式，可根據(jù)具體條件自選一種方法進(jìn)行試驗(yàn)。
泵產(chǎn)品的驗(yàn)證試驗(yàn)可選用序貫截尾和定時(shí)截尾兩種試驗(yàn)方案。
7.1 方案特征
試驗(yàn)方案中符號(hào)“仇"代表基本的可靠性特征。
可靠性特征為平均無故障工作時(shí)間MTBF時(shí)：MTBF=m
可靠性特征為平均檢修壽命MOL時(shí)：MOL=mm
可靠性特征為失效前平均工作時(shí)間MTTF時(shí)：MTTF=m
m0—規(guī)定可接受的平均無故障工作時(shí)間；
m1—不可接受的平均無故障工作時(shí)間；
a—生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)，即當(dāng)實(shí)際的m m0時(shí)，泵產(chǎn)品批被拒收的概率；
β—使用方風(fēng)險(xiǎn)，即當(dāng)實(shí)際的m一仇。時(shí)，泵產(chǎn)品批被接受的概率；
Dm—平均無故障工作時(shí)間的鑒別比：Dm=m0／m。。
7.2 方案選擇
供需雙方可根據(jù)GB 5 080.7的規(guī)定協(xié)商選擇試驗(yàn)方案，若用戶不提要求可按下列規(guī)定：
a. 對一般泵產(chǎn)品優(yōu)先推薦4：1方案(a=0.1，β=0.1，Dm=1.5)；
b. 對于發(fā)生故障不會(huì)造成很大經(jīng)濟(jì)損失，一般用途的泵(如菜園灌溉泵等)推薦選用4：6方案(a=0.2，β=0.2，Dm=2.0)；
c. 對于事先要求知道精確的試驗(yàn)時(shí)間和費(fèi)用，尤其是在試驗(yàn)室試驗(yàn)時(shí)，優(yōu)先選用定時(shí)截尾試驗(yàn)方案。對于批量大的中、小型泵產(chǎn)品，如液化石油氣泵等，現(xiàn)場試驗(yàn)也可選用此方案。
8 試驗(yàn)程序
從給定的泵產(chǎn)品總體中，隨機(jī)抽取規(guī)定數(shù)量的樣品，投入規(guī)定的試驗(yàn)過程。記錄和逐次累積所有受試泵的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間和相關(guān)失效數(shù)。
相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間和相關(guān)失效數(shù)應(yīng)累積到按所選擇的序貫試驗(yàn)方案能做出判定為止，或按所選擇的定時(shí)截尾試驗(yàn)方案達(dá)到截尾條件為止。
8.1 相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間
受試泵相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間根據(jù)GB 5080.4規(guī)定確定(見圖3)。
8.2 累積相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間的計(jì)算
當(dāng)能測得每臺(tái)受試泵的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，發(fā)生第k次失效的累積相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間丁為：
式中：n—受試泵臺(tái)數(shù)；
tm,k—在受試泵中，序號(hào)為m的泵直到第k次失效發(fā)生時(shí)的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間；
r—相關(guān)失效數(shù)(故障次數(shù))；
ti—第i個(gè)故障間隔時(shí)間。
在定時(shí)截尾試驗(yàn)中，累積相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間丁*為：
式中：tm—序號(hào)為優(yōu)的受試產(chǎn)品直到規(guī)定點(diǎn)的試驗(yàn)時(shí)間。
8.3試驗(yàn)監(jiān)測時(shí)間
整個(gè)試驗(yàn)期間生產(chǎn)廠都必須派專人觀測相應(yīng)的受試泵的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)觀測相關(guān)失效數(shù)。
如果不能連續(xù)地進(jìn)行監(jiān)測，則必須規(guī)定監(jiān)測之間的時(shí)間間隔，使之必須短到不致在本質(zhì)上影響試驗(yàn)結(jié)果。
一般情況下，監(jiān)測間隔應(yīng)小于0.2m0，其中m0為規(guī)定的可接受的平均無故障工作時(shí)間。
8.4 試驗(yàn)記錄
應(yīng)給每一臺(tái)受試泵建立一份試驗(yàn)記錄并按先后順序在規(guī)定時(shí)間和每次失效之后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。
8.4.1 由現(xiàn)場的一般維修人員按現(xiàn)場使用的維修表格收集數(shù)據(jù)。
8.4.2 由現(xiàn)場操作人員按表4記錄數(shù)據(jù)。
8.4.3 由試驗(yàn)人員按監(jiān)測間隔定期收集數(shù)據(jù)記入表4。
8.4．4凡是試驗(yàn)人員認(rèn)為與試驗(yàn)有關(guān)的事件均應(yīng)記錄。
8.5驗(yàn)證試驗(yàn)
8.5．1 作為試驗(yàn)樣品的泵，凡是條件許可，均應(yīng)首先試驗(yàn)泵的水力性能并畫出特性曲線。如果是新泵，可按泵制造廠出廠試驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，然后使泵在額定工況附近長期運(yùn)行并定時(shí)監(jiān)測、記入表4中。如是已運(yùn)行的泵，則應(yīng)做適當(dāng)維修，確認(rèn)泵符合作為試驗(yàn)樣品的條件方可進(jìn)行試驗(yàn)。
8．5．2現(xiàn)場試驗(yàn)受試泵的投運(yùn)時(shí)間不應(yīng)相差太大。
8.5．3進(jìn)行核查泵的可靠性指標(biāo)時(shí)，應(yīng)對受試泵做如下工作：
a． 對試驗(yàn)泵定期測定運(yùn)行參數(shù)(對現(xiàn)場不易測定的流量等參數(shù)可以按使用情況給定)并記人融
b． 試驗(yàn)泵發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)盡快排除，繼續(xù)試驗(yàn)；
c． 每次故障都要在表5中記入相關(guān)失效數(shù)廠，并按式(1)累積泵的總相關(guān)試驗(yàn)時(shí)間T，按式(3)計(jì)7算平均正常工作時(shí)間系數(shù)t。
d． 根據(jù)所選定的定時(shí)截尾或序貫截尾試驗(yàn)方案，查相關(guān)的表或圖，直至做出合格或不合格的結(jié)論為止。
8．5．4 不能僅僅依據(jù)形式上達(dá)到接收或拒收的判定就對可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)做出后的結(jié)論，除此之外還應(yīng)對可靠性試驗(yàn)中觀測到的每一個(gè)故障的原因和后果進(jìn)行詳細(xì)的分析，并且研究采取有效改正措施的可能性。
9試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告必須完整到足以為后評定產(chǎn)品是否合格提供可靠的依據(jù)，一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：
a． 試驗(yàn)大綱，包括試驗(yàn)方案、抽樣量、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)計(jì)劃等；
b． 原始數(shù)據(jù)記錄；
c． 數(shù)據(jù)分析報(bào)告；
d． 故障分析報(bào)告；
e． 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表；
f． 建議措施報(bào)告。
